计算辅助解析FLT3抑制剂SILA-123代谢机制：结合分子对接与质谱技术的创新研究

为解决FLT3抑制剂SILA-123代谢途径不明和半衰期短的问题，南京大学研究人员通过计算模拟（SiteMap、Glide XP、MM-GBSA）与实验验证（UFLC/Q-TOF MS）相结合，系统预测并鉴定了21种代谢产物及关键代谢酶（UGT1A7/9/10）。研究首次揭示UGT酶介导的葡萄糖醛酸化是其主要清除路径，为优化药物代谢稳定性提供了新策略，发表于《Results in Chemistry》。

　　

在急性髓系白血病（AML）治疗领域，FLT3抑制剂SILA-123虽展现出显著疗效，但其在动物模型中不足1小时的超短半衰期成为临床转化的致命短板。这背后隐藏着更深的科学难题：传统代谢预测方法过度依赖经验模型，对非P450酶（如UGT家族）的识别准确率低下，且缺乏原子层面的机制解析。更棘手的是，代谢产物的复杂性使得常规实验手段难以全面捕捉其转化路径——这些瓶颈共同构成了药物代谢研究的"黑箱"。

南京大学的研究团队独辟蹊径，将计算生物学与高分辨质谱技术深度融合。通过Schr?dinger平台的SiteMap算法，他们首次绘制出21种UGT酶的拓扑口袋特征，发现其活性中心均位于N/C端间的沟槽区；结合Glide XP分子对接和MM-GBSA自由能计算，精准锁定UGT1A7/9/10为关键代谢酶，预测结合能低至-50 kcal/mol。实验验证环节，研究者构建了包含50种代谢酶的重组体系，通过超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UFLC/Q-TOF MS）捕获到7种体外和14种体内代谢物，其中葡萄糖醛酸化产物占总代谢物的63%。分子动力学（MD）模拟进一步揭示，SILA-123在UGT1A9活性中心的RMSD波动仅1.2?，显著低于UGT1A4的3.5?，这与体外测得的酶促反应速率高度吻合。

关键技术方法包括：1) 基于AlphaFold预测的UGT酶三维结构进行结合位点聚类；2) 采用MM-GBSA计算50种代谢酶的结合自由能；3) 利用UFLC/Q-TOF MS结合质量缺陷过滤（MDF）和中性丢失过滤（NLF）技术鉴定代谢物；4) 通过ICR小鼠模型（n=10）收集血浆、胆汁等生物样本进行体内外代谢验证。

【3.1 代谢酶鉴定】
计算预测显示UGT家族酶与SILA-123的结合自由能（-42.3±6.7 kcal/mol）显著优于CYP450酶（-28.5±4.2 kcal/mol），其中UGT1A9的Glide打分达-12.4。体外实验证实UGT1A7/9/10的代谢贡献占比达71%，而CYP3A4仅9%。

【3.3 体外代谢谱】
小鼠肝微粒体实验发现M1-M7七种代谢物，主要途径为氧化（+16 Da）和裂解（-266 Da）。M5（m/z 242.0917）经MS/MS解析为苯环羟基化产物，其二级碎片m/z 225.0670对应氨丢失。

【3.4 体内代谢网络】
小鼠模型中鉴定到15种代谢物，胆汁中葡萄糖醛酸结合物M10（m/z 608.2325）丰度最高。值得注意的是，血浆中检测到双氧化产物M14（m/z 448.1965），其碎片离子m/z 252.0755提示异恶唑环开环。

这项研究首次建立了FLT3抑制剂的三维代谢预测框架，其创新性体现在三方面：1) 突破传统仅关注CYP450的局限，揭示UGT酶在SILA-123代谢中的主导地位；2) 开发出结合自由能计算与质谱指纹匹配的代谢通路逆向解析技术；3) 为缩短药物研发周期提供新范式——计算预测将酶筛选成本降低80%。正如通讯作者Shan-Liang Sun在讨论中指出，该策略可推广至其他激酶抑制剂的代谢优化，特别是解决"代谢软点"难题。未来通过修饰M14的氧化位点，有望将SILA-123的半衰期延长3-5倍，这为AML靶向治疗带来新的曙光。